能源计量仪表误差产生原因分析研究

郑景星 张春涛

(唐山不锈钢有限责任公司,河北唐山 063000)

能源计量仪表误差产生原因分析研究

郑景星 张春涛

(唐山不锈钢有限责任公司,河北唐山 063000)

根据日常对能源计量仪表的安装、维修、维护工作,结合部分参考资料,对能源计量仪表产生误差的原因进行了分析汇总,并对相关误差的解决方法做了描述。

能源计量仪表 误差 原因 解决方法

由于钢铁市场的日趋恶化使得钢铁厂越来越注重对成本的控制，能源消耗占冶金成本的很大比重，这就使得对能源计量仪表准确性要求越来越高，我们总是希望仪表在测量时数值准确无误。但无论测量仪表本身如何精确，它所指示出来的测量值与真实值之间总有一定的偏差。偏差产生的原因有很多，有些是可以避免的，而有些则无法消除，这里对唐山不锈钢厂的能源计量仪表误差产生原因做了分析与汇总。

1 汇总及分析误差的意义

由于使用方法和计量设备的不完善，周围环境的影响，测量数值与真实值之间不可避免的存在着差异，这在数值上即表现为误差。随着科学技术的日益发展和人们认识水平的不断提高，虽可将误差控制的越来越小，但终究不能完全消除它。误差存在的必然性和普遍性，以为大量实践所证明。为了充分认识并进而减小或消除误差，就要求我们必须始终保持对误差产生原因的研究。

2 误差产生原因汇总及分析

在测量过程中，误差产生的原因可归纳为以下几个方面：

2.1 测量装置的误差

(1)测量仪表的误差；任何测量仪表本身都存在着误差，而唐山不锈钢厂的能源仪表类型繁多，即使同种介质也有使用多种仪表的情况，各种仪表测量方法不同、精度等级不同造成即使在同一位置用不同的表测量数值也不尽相同，当然，此种误差相对较小，在以后的仪表选型上，尽量做到同种介质选择同种仪表即可降低此种误差。

(2)测量信号传输误差；每块仪表的测量值通过数据线、网线、光纤、485数据线、二次表、N-port、PLC等不同设备传入系统中，由于所过设备及传输距离的不同，造成信号衰减程度不同，使得仪表测量值与系统中的显示值产生误差。当然，此种误差相对较小但无法避免， 可以通过采用信号线一律用屏蔽线，远距离信号传输降低电信号传输距离，增加光纤传输的方法来降低此误差。

2.2 测量环境造成的误差

(1)温度压力补正造成的误差；被测介质的温度和压力对流量测量值有很大的影响，温度高则流量值变小，压力高则流量值变大。有些表没有温压补偿，只是在二次表中设定，使得温度、压力不能实时检测造成误差，此种误差对于气体介质影响较大，只需把温度、压力检测装置安装齐全并正确引入即可避免。

(2)环境造成的误差即使有温压补偿也会可能产生；例如，不锈钢厂热带停产期间，闸板阀关闭，理论上没有气体流动，由于气温变化使得管道两端存在温差，从而产生气体流动，使得仪表检测出数值，造成误差，此种误差较小，只需适当调整仪表下限切除量即可。

2.3 仪表的选型、安装、使用造成的误差

(1)提供给厂家的参数有误；一般在购买仪表时需要向厂家提供管径、温度、压力、介质成分、常用流量、最大流量等参数。对于介质成分，例如高炉煤气用户一般不会去做成分鉴定，只是根据经验值或其它厂数值去提供给厂家，造成实际密度与设定值不同而产生误差。常用流量和最大流量一般用户会根据经验值或理论值给出，而这个值可能会与实际值不符，产生超量程现象，而无法准确计量。这些误差可以在安装仪表后根据实际值联系厂家重新计算统一进行调整。(2)超出仪表可信测量范围；例如不锈钢双高线生产线煤气总管是按照满负荷生产设计的流量上限为120000Nm3/h，但实际生产时，大多数使用单线生产，实际煤气使用上限为60000Nm3/h，这就使得仪表在较低流量时工作，而在单炉烘炉时基本不走数，造成较大误差。存在此类问题的仪表还有，1#烧结高煤流量计，转炉烤包器总管流量计等，遇到此类问题可以适当缩小仪表量程，或把仪表安装在各个分支上，当然需要增加仪表，增加费用。(3)仪表安装位置不合理造成误差；我厂现有仪表由多方安装，施工队伍水平不一，有些仪表安装位置不满足准确计量的条件。(4)煤气表含水造成误差；众所周知煤气中含有水分，高炉煤气中布袋产出煤气温度在100°C以上，而到用户处，基本在50°C以下，大量水蒸气变成水，通过排水器排出，而转炉通过水除尘，煤气中含水量更大。我们的产气表测量的是含有大量水分的气体流量，而用气表测量的是相对含水量较小的气体流量，成分不同流量就会有误差，这时就需要把含水量考虑进去，唐山不锈钢厂使用的煤气计量仪表多数是北京博思达的二次表，次表有含水量设置，根据实际情况设置含水量就能减小这部分误差。(5)管道泄漏造成误差；大部分水管埋在地下，常年腐蚀可能存在多处漏点，还有未经确认私自外接水管的现象，这部分水都无法计量，其它介质也存在此种现象，这就使得每天水的采购量与用户的使用量产生误差。

2.4 人为造成的误差

(1)仪表故障不能及时处理造成的误差；从仪表故障到发现问题、解决问题的时间段仪表无法正常计量造成误差，使得一天的计量不准确。这种情况，就需要加强维修工人能力，缩短维修时间，从而降低误差。(2)通讯网络故障造成无法及时采数产生计量误差；仪表运行正常，但因在24点时网络是故障的造成所采数值与仪表数值不同造成当天计量误差，此时可以采取用现场直接抄数代替网络自动采集数据的方法消除误差。(3)阀门关闭不严造成误差；当阀门关闭不严时，管道中有少量介质流动，仪表可能测不到而显示零，也可能由于流速过低测出数据不准造成误差。(4)抄数时间不同造成计量误差；大部分表数据均由现场人员报数，要求每天0点抄数，但时间上不可能正好0点，例如前一天晚上23点30分抄数，而下一次晚上0点30分抄数，则会造成一小时也就是5%左右的日累积误差。此时需要抄数人员尽量统一抄数时间，减小误差。

3 结语

对于计量仪表我们总是希望它能准确无误的计量，但无论测量仪表本身如何精确，它所指示出来的测量值与真实值之间总有一定的偏差。我们无法消除所有误差，但我们可以消除可以消除的，降低不可消除的，使仪表更加准确。上诉这些希望能为能源计量相关人员提供一些参考。

[1]陈洪全,岳智.仪表工程施工手册.化学工业出版社,2005.

[2]王森.仪表常用数据手册.化学工业出版社,1998.

[3]费业泰.误差理论与数据处理.北京.机械工业出版社,2004.